抖圈为du而生

精密測定器における電源リップルの信号に対する影響分析と抑造戦略

2026-05-14 15:00

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電源リップルは通常、直流着力に沉畳された周期的な互换成分と、ランダムな広帯域ノイズを指す。 。。。。。。。


一、電源リップルの源と个性



スイッチング電源リップル

特徴:高周波スイッチング周波数根基波(通常50 kHz ~ 5 MHz)とその高調波、及びインダクタンス電流リップルによるスパイクを含む。 。。。。。。。

形態:通常的に鋸歯波または高周波減衰振動を持つ方形波バリ。 。。。。。。。図:



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さぎょうしゅうはぼうがい

特徴:50 Hz/60 Hz及びその周波数逓倍は、主に市電結合又は地環路導入に由来する。 。。。。。。。

形態:正弦波または歪み正弦波。 。。。。。。。




負荷過渡応答

特徴:内部デジタル回路(例えばFPGA、MCU)或いは無線周波数電源投入時に大電流を抽出する時、電源フィードバックループの応答遅れによる電圧降下とオーバーシュート。 。。。。。。。



二、作用メカニズム:リップルがどのように「汚染」信号であるか


ゆうげんでんげんよくあつひ


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図のように、AD 823 AARZ?R 7のPSRR周波数个性曲線を精密に搬送する。 。。。。。。。


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曲線は、低周波(<100 Hz)ではPSRRが90 dBに達することができ、周波数が上昇するにつれて(>10 kHz)、PSRRは60 dBに急激に低下することを示している。 。。。。。。。これは、高周波リップルが振幅が幼さくても、大きな誤差と一致である可能性があることを示している。 。。。。。。。


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したがって、高周波時等価入力ノイズは0.316μVから10μVに変化し、約31.6倍に増幅された。 。。。。。。。



クロストークと地弾

ハイブリッド信号システムでは、デジタル部门の過渡電流が共有電源平面または地表表インピーダンスを介してノイズ電圧を発生する。 。。。。。。。このノイズは、容量結合または共通インピーダンス結合によってアナログフロントエンドに入る。 。。。。。。。



三、抑造戦略と工事実践


電源アーキテクチャの最適化

「スイッチング電源+低圧差リニアレギュレータ」を用いたカスケード構造は業界標準である。 。。。。。。。第1段は効率の高いDC-DCアーキテクチャを採用し、第2段はPSRRの高いLDOを採用し、DC-DCの残留リップルをフィルタリングする。 。。。。。。。



フィルタネットワーク設計

電源レールが精密アナログデバイスに入る前に、Π型フィルタを構築する(磁気ビーズプラス容量で構築可能)。 。。。。。。。



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PCBレイアウト要件


1)パーティション分離:アナログ電源プレーン(AVCC)とデジタル電源プレーン(DVCC)を厳密に区別する。 。。。。。。。両者はソース端(LDO着力端)で0Ω抵抗または磁気ビーズにより単点接続されている。 。。。。。。。


2)Kelvin接続:基準ソースと高精度ADCに対して、Kelvin(Kelvin)接続法を採用し、つまり電源のフィードバックサンプリングポイントはLDO着力ではなく負荷端から取らなければならず、PCB線上の圧力降下を補償する。 。。。。。。。


3)回路の最幼化:デカップリング容量はチップ電源ピンに密着しなければならず、容量の地端はビアを通じて直接低インピーダンス地表表に接続し、寄生インダクタンスを減少させるべきである。 。。。。。。。


スイッチング電源によるリップルに対して、改善後はほぼきれいこ線になります。 。。。。。。。



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